[发明专利]一种船舶尾气与压载水一体化处理系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种船舶尾气与压载水一体化处理系统，属于环境技术领域。

背景技术

全球超过80% 的国际贸易是通过海洋运输来实现，根据国际海事组织（International Maritime Organization，IMO）截止到 2010年12月数据，全球正在运行的100 总吨以上船舶大约有104304艘。随着运输船舶数量的不断增加，船舶排放的污染物对大气和水体造成的污染和危害也日趋严重。

目前，为了节约成本船用柴油机一般使用低品质（高硫含量）重油，因此释放出大量的污染物，主要有氮氧化物（NO_X）、硫氧化物（SO_X）、碳氧化物（CO_X）和细颗粒物（PM_2.5）等大气污染物。英国《卫报》报道，船舶NO_X排放约占世界NO_X总排放的18%-30%，SO_X 排放约占世界SO_X总排放的9%。这些污染物对环境具有严重危害性：如SOx，它是产生酸雨的主要原因之一。NOx 是NO及NO₂的总称，其中NO₂ 也是造成酸雨的原因之一；而NO与血液中的血红素的结合能力比CO还强，容易使人们中毒而死亡。CO₂则是温室气体之一，是全球暖化的主因。与较粗的大气颗粒物相比，PM_2.5粒径小，富含大量的有毒、有害物质且在大气中的停留时间长、输送距离远，因而对人体健康和大气环境质量的影响更大。由于陆上工业脱硫脱硝设备及技术相对成熟，船舶尾气处理技术大多是借鉴工业烟气脱硫脱硝技术展开研究的。但是，由于船舶条件所限，船舶尾气脱硫脱硝设备必须满足轻便、体积小、能耗低、不对海洋造成二次污染和经济性好等要求。

水体的污染主要是由于排放压载水造成的。现代远洋船舶一般通过灌注压载水来保证航行的安全和稳定，压载水的作用十分重要。但压载水中含有大量的细菌、病毒、藻类、原生生物、软体动物和鱼类等，地理性隔离水体间的传播可能会危害其周围原有海洋生物或引入新的外来物种，从而使原有生态系统的食物链遭受破坏，进而引起严重的环境污染与生态安全。据统计，目前全世界年压载水排放量约100亿吨，平均每立方米压载水中含浮游动、植物可达1亿个以上。每天，全球有超过3000种生物存在于压载水中，并且被确认可通过压载水异域排放引起入侵传播的生物物种达500余种。压载水异域排放加剧了海洋生态系统的破坏和环境的恶化，被全球环境基金组织和国际海事组织认定为当前海洋环境所面临的四大威胁之一。目前，船舶压载水主要处理方法可分为机械法、物理法和化学法。

当今，针对船舶尾气污染控制和压载水处理的研发都是独立进行的。如果简单地将相关的船舶尾气控制与压载水处理设备和技术独立地安装到船舶上，将对船舶有限的空间、载荷与发电机功率造成浪费。因此，研发一种有效降低船舶尾气污染物排放和防止船舶压载水传播有害水生物和病原体的船舶污染控制技术，对临港大气环境、海洋生态系统、社会经济发展以及人类健康都具有重要的现实意义。

发明内容

此本发明旨在解决上述问题，提供了一种船舶尾气与压载水一体化处理系统，该处理系统不仅能同时高效处理船舶尾气与压载水问题，且处理系统体积小，十分适合于船舶应用。此外，通过使用氢燃料电池，可以有效回收H₂，不仅避免了其带来的安全隐患，同时为能源有限的船舶提供了新的供能方式。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是，一种船舶尾气与压载水一体化处理系统，包括电化学海水改性反应器、压载水处理反应器和尾气净化洗涤塔。其特征在于，包括以下内容：

1）电化学海水改性反应器是隔膜电解反应装置，包括隔膜、阴极腔和阳极腔。

进一步地，所述的电化学海水改性反应器由单个或多个隔膜电解反应装置串联或并联而成。

2）压载水处理模块包括过滤器、氧化灭活组件和后续排放还原组件三部分。

进一步地，所述的过滤器可以是一级或多级过滤处理的串联，用于去除海水中砂石颗粒和较大的微生物。所述的氧化灭活组件用于混合压载水和强氧化性液流，杀死压载水中的微生物。所述的后续排放还原组件用于把多余的氧化液流还原，避免排放的压载水对海洋环境造成二次污染。

3）尾气净化塔包括微纳米气泡发生装置、氧化洗涤塔和碱性吸收洗涤塔。